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横风作用下基于PSO寻优的高速列车PID主动悬挂控制器设计

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铁道标准设计 2024年

作者：程凯祁文哲李德仓兰州交通大学机电技术研究所兰州交通大学机电工程学院甘肃省物流与运输装备行业技术中心甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心

针对横风作用下高速列车车体横向和侧滚角振动加速度过大的问题，提出一种基于粒子群算法(PSO)寻优的高速列车PID主动悬挂控制器，以提升高速列车运行平稳性。首先，基于AR模型，利用平均风指数律和Kaimal脉动风速谱，结合风场空间相关... 详细信息

针对横风作用下高速列车车体横向和侧滚角振动加速度过大的问题，提出一种基于粒子群算法(PSO)寻优的高速列车PID主动悬挂控制器，以提升高速列车运行平稳性。首先，基于AR模型，利用平均风指数律和Kaimal脉动风速谱，结合风场空间相关性，模拟得到列车随机风模型；其次，运用多体动力学仿真软件SIMPACK建立50自由度列车多体动力学模型，考虑风荷载和轨道不平顺的影响，创建了较为完善的风-车系统模型；最后，以PID控制理论为基础，针对PID控制方法繁琐且主观性强的缺陷，设计了基于PSO算法寻优的PID主动悬挂控制器。该控制器以列车横向振动量为控制器输入变量，横向控制力为传感器输出变量。通过PSO算法对PID控制参数迭代优化，使主动悬挂处于最优状态。为验证控制器的优越性，将控制器与风-车系统模型进行联合仿真分析。结果表明，车体横向和侧滚角加速度振动能量集中在0～10Hz，与被动悬挂相比，基于PSO寻优的PID主动悬挂可使车体横向和侧滚角加速度最大值分别降低36.20%和9.82%，车体横向和侧滚角加速度均方根值分别降低40.40%和7.57%，横向平稳性指数减小12.07%。

关键词：高速列车横风作用风-车模型主动悬挂 PSO寻优 PID控制多体动力学

遗产表征视域下黄河流域文化记忆建构与空间识别

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干旱区资源与环境 2024年第1期38卷 75-86页

作者：漆建武李巍张凯王录仓华南理工大学旅游管理系广州511400 西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 西安建筑科技大学建筑学院西安710055

文化记忆反映了不同群体对特定空间场所的地方情感与文化依恋。以文化记忆、空间生产与场域为理论支撑,研究通过人地系统内物质与精神要素的互动构筑了黄河流域文化记忆内涵解释的表征框架,建构了文化遗产与记忆的“共生”机制。基于此... 详细信息

文化记忆反映了不同群体对特定空间场所的地方情感与文化依恋。以文化记忆、空间生产与场域为理论支撑,研究通过人地系统内物质与精神要素的互动构筑了黄河流域文化记忆内涵解释的表征框架,建构了文化遗产与记忆的“共生”机制。基于此,以黄河流域1675处国家重点文物保护单位为研究对象,通过对其历史内涵、文化属性及价值归属等的分析划分出黄河流域“8类记忆场所、2类记忆表征、6类记忆空间”的类型体系,构建了以人与遗产为记忆主体的文化记忆空间识别序列。同时,结合文化记忆指数、场能模型及探索性空间数据分析对遗产表征下的黄河流域文化记忆水平及空间场能进行测度,进而从全域空间探索黄河流域文化遗产保护的差异化路径。研究表明:黄河流域文化记忆在时间演变中表现为突变式增减,精神信仰型与功能表征型文化记忆在历史过程中有很强的记忆能力,史前记忆、宋元及明清时期成为时期内的记忆强点;从空间场能变化格局来看,黄河流域文化记忆空间场能高低值差异明显,记忆高值集中分布在黄河中下游地区太原、大同、平遥、西安、蓝田、洛阳等城市;从空间结构来看,整体上呈现出显著的、正的空间自相关特征,即分布具有显著的空间依赖性。空间集聚表现为功能表征主导的强集聚、精神信仰与媒介叙事主导的一般集聚、社会感知主导的弱集聚。研究旨在以文化记忆为路径确定黄河流域历史文化保护与传承的方向,为黄河流域高质量发展和综合治理提供新的视角。

关键词：遗产保护文化记忆空间场能人地系统记忆场黄河流域

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水下声传感器网络联合同步和定位方法

现代电子技术 2024年第9期47卷 66-70页

作者：邱枫仓乃梦海口经济学院腾竞依智网络学院海南海口570228 海南大学信息与通信工程学院海南海口570228

水下传感器网络(UASNs)在海洋监测、资源勘探、灾害预防和海洋学数据收集等方面的广泛应用,引起了学术和工业研究人员的极大关注。在这些服务中,节点的准确定位是水下声传感器网络的研究重点之一。然而,在实际的水下环境中,传播速度随... 详细信息

水下传感器网络(UASNs)在海洋监测、资源勘探、灾害预防和海洋学数据收集等方面的广泛应用,引起了学术和工业研究人员的极大关注。在这些服务中,节点的准确定位是水下声传感器网络的研究重点之一。然而,在实际的水下环境中,传播速度随深度变化(即分层效应)和异步时钟的存在均会显著影响测距的精度,从而降低定位性能。针对以上特性,文中设计一种基于自主水下航行器(AUV)辅助的水下声传感器网络联合同步和定位方法。在开始定位流程后,目标节点通过接收AUV发出的信标信号建立水声传播方程并进行相对距离的估计,其中考虑了异步时钟问题和分层效应引起的水声弯曲效应问题,实现了对目标节点位置和时钟的联合估计。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：自主水下航行器(AUV) 时钟同步水下声传感器网络测距精度分层效应联合同步和定位方法

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Ga基液态金属@COFs的制备及其聚酰亚胺复合涂层的摩擦学性能

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精细化工 2024年

作者：刘超唐雨凡薛新靳子杨仓鲍艳陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西科技大学西安市绿色化学品与功能材料重点实验室陕西科技大学化学与化工学院哈尔滨工程大学外国语学院

采用共价有机框架聚合物（COFs）对经聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的镓基液态金属（GLM）进行包覆，制备了固-液复合润滑微胶囊（GLM@COFs），将GLM@COFs加入到聚酰亚胺（PI）中制备了GLM@COFs/PI复合涂层。通过TEM、XRD和EDS对GLM@COFs... 详细信息

采用共价有机框架聚合物（COFs）对经聚乙烯吡咯烷酮（PVP）改性的镓基液态金属（GLM）进行包覆，制备了固-液复合润滑微胶囊（GLM@COFs），将GLM@COFs加入到聚酰亚胺（PI）中制备了GLM@COFs/PI复合涂层。通过TEM、XRD和EDS对GLM@COFs的结构组成进行了表征，考察了GLM@COFs添加量〔以4，4'-二氨基二苯醚（ODA）、均苯四甲酸酐（BTDA）和GLM@COFs总质量计，下同〕对GLM@COFs/PI复合涂层摩擦学性能的影响，采用SEM和XPS探究了磨损面对涂层磨损机理。结果表明，GLM@COFs呈平均粒径约2 μm的球形；当GLM@COFs添加量为0.9%时，GLM@COFs/PI复合涂层的摩擦学性能最优，摩擦系数和体积磨损率分别为0.22和6.3×10-6mm3/（N·m），与未添加GLM@COFs的PI涂层相比，分别降低了35.3%和61.1%。COFs包覆GLM不仅可有效改善GLM与PI基体的相容性，还可有效发挥COFs与GLM协同减摩和耐磨的作用，在摩擦表面形成一层固-液复合自润滑转移膜，避免了基体和金属摩擦副之间的直接接触，进而有效降低了复合涂层的摩擦系数及体积磨损率。

关键词： Ga基液态金属共价有机框架聚合物聚酰亚胺涂层摩擦学功能材料

乡村振兴背景下农村闲置宅基地再利用问题研究

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农业经济 2024年第3期 102-104页

作者：李新仓张梦园辽宁石油化工大学辽宁抚顺113001

农村宅基地是乡村农民开展各种活动的多功能复合空间。随着新型城镇化发展,农村发生了巨大变化。当前,农村宅基地闲置情况严重。在乡村振兴背景下,解决闲置宅基地利用有利于盘活闲置资产,推动农村经济发展。基于基础理论,梳理并分析农... 详细信息

农村宅基地是乡村农民开展各种活动的多功能复合空间。随着新型城镇化发展,农村发生了巨大变化。当前,农村宅基地闲置情况严重。在乡村振兴背景下,解决闲置宅基地利用有利于盘活闲置资产,推动农村经济发展。基于基础理论,梳理并分析农村宅基地闲置成因,提出农村闲置宅基地再利用的对策。

关键词：乡村振兴农村闲置宅基地宅基地退出程序

基于气候时滞效应和空间异质性对中国植被GPP模拟

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生态学报 2024年

作者：高越布仁仓熊在平齐丽刘洪顺中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院大学内蒙古额尔古纳湿地生态系统国家定位观测研究站

植物总初级生产力是定量描述生态系统固碳能力的重要指标，为了分析气候时空滞后效应和空间异质性对GPP的影响，本研究以当年气象数据组（CC）、10年平均气象数据组（MC）和邻域气象数据组（FM）分别代表气候波动性、时间滞后效应和空... 详细信息

植物总初级生产力是定量描述生态系统固碳能力的重要指标，为了分析气候时空滞后效应和空间异质性对GPP的影响，本研究以当年气象数据组（CC）、10年平均气象数据组（MC）和邻域气象数据组（FM）分别代表气候波动性、时间滞后效应和空间异质性，以及地形数据为自变量，构建随机森林模型，模拟了2000—2014年的历史时期的GPP值以及2015—2021年在SSP126、SSP245、SSP370和SSP585排放情景下的GPP值，计算模拟解释率，因子贡献率，最终确定最佳气象数据组。结果表明（1）地形因子中坡度对GPP的影响最大，气象因子中降水量对GPP的影响最大，整体而言GPP与地形因子较气象因子相关性强，是地形再分配气象因子的结果；（2）各时期GPP模型之间交叉模拟值与MODIS数据对比发现模型解释率R2均达到0.80以上，表明所建预测GPP的随机森林模型稳定性较强；（3）历史气象数据的GPP模型结果显示CC对当年GPP的解释率更高，表明气候波动性更好地展现当年气象与GPP间的关系；（4）基于历史时期和4种未来气候情景下3个气象数据组建立的模型之间交叉模拟，结果表明MC预测模型的解释率最高，表明该数据组稳定性最强，反过来采用4种未来气候情景下3个气象数据组的模型模拟历史时期的GPP，结果表明MC与其他两个气象数据组之间存在显著性差异（P<0.05），充分表明植被GPP响应气候具有时滞效应，并其影响程度显著大于气候的空间异质性和波动性，即前9年的气候持续影响植被GPP;(5)统计3个气象数据组在历史时期出现的概率，可知MC出现概率高的区域占比比其他两个数据组的大，在林地、灌木和草本三种景观类型中也出现相同的结论，另外MC对中高海拔和陡坡的预测能力比其他两个数据组的强，表明中高海拔地区在分配太阳辐射等复杂过程存在明显的时滞效应，而平缓地区易受当年和气候空间异质性影响。因本文以10年为平均值计算单元，最佳时间滞后效应可能会比10年短或更长，需要进一步探讨，本文结论为气候变化背景下GPP模拟预测提供了最佳气象数据组。

关键词：植被总初级生产力随机森林空间异质性时间滞后效应

应变速率对炭黑填充丁苯硫化胶应力-应变行为的影响

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应用化学 2024年第7期41卷 959-965页

作者：朱连超史文仓上海安仑化工有限公司上海210210 山西安仑化工有限公司河津043301

橡胶材料的应力-应变行为是决定其应用性能的关键指标之一,不同使用条件特别是应变速率对橡胶材料的性能提出了不同的要求。从炭黑补强橡胶的角度出发,系统研究N330、N660和N774这3种炭黑填充丁苯硫化胶的应力-应变行为随应变速率的变... 详细信息

橡胶材料的应力-应变行为是决定其应用性能的关键指标之一,不同使用条件特别是应变速率对橡胶材料的性能提出了不同的要求。从炭黑补强橡胶的角度出发,系统研究N330、N660和N774这3种炭黑填充丁苯硫化胶的应力-应变行为随应变速率的变化情况。实验发现,丁苯硫化胶的定伸应力均随应变速率增加而增加,且炭黑的补强性能越高定伸应力的增加幅度越大;对任一硫化胶,定伸应力的增长幅度均随应变的增加而减小;当应变达到某一临界值(如300%)时,应变速率对定伸应力增长幅度的影响趋于一致,与是否填充炭黑及炭黑的补强性能无关。在准静态的拉伸测试中,炭黑在橡胶基体中形成的网络化结构将随应变的增加而逐渐破坏,但破坏程度主要与应变大小有关而与应变速率无关。

关键词：丁苯硫化胶炭黑应力-应变行为表面活性填料网络化

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跨学科主题学习的设计理路——加拿大安大略省科学与技术课程变革审思

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电化教育研究 2024年第3期45卷 121-128页

作者：于颖候继仓于兴华天津大学教育学院天津300350 日照市教育科学研究院山东日照276826 威海市环翠区教育教学研究中心山东威海264200

在我国新一轮基础教育课程改革中,跨学科主题学习因其有利于突破学科边界解决复杂问题备受瞩目,成为未来数字人才培养的重要途径。如何“跨”?“跨”到什么程度?这成为当前一线课程与教学直面的新挑战。为了厘清跨学科主题学习设计的逻... 详细信息

在我国新一轮基础教育课程改革中,跨学科主题学习因其有利于突破学科边界解决复杂问题备受瞩目,成为未来数字人才培养的重要途径。如何“跨”?“跨”到什么程度?这成为当前一线课程与教学直面的新挑战。为了厘清跨学科主题学习设计的逻辑理路,适当借鉴发达国家跨学科课程与教学的有益经验,研究分析了加拿大教育强省安大略省于2022年发布的科学与技术课程标准文本。通过文本分析发现,安大略省高度重视STEM跨学科主线在课程架构中的统领作用,把跨学科大概念理解作为课程与教学的内在机理,并采用跨学科和融合学习两种形式开展教学。汲取其启示,跨学科主题学习首先要理解跨学科意蕴,聚焦核心素养育人目标,其次,探索出适合我国国情的跨学科主题学习设计理路,包括:立足本体学科提取学科大概念,形成“学科大概念群”;聚合学科学习与真实生活,形成“跨学科主题群”;设计“问题链—任务簇—证据集”,在问题解决中实现跨学科融合。

关键词：跨学科主题学习融合科学与技术课程大概念问题解决

面向变工况下工业流数据故障诊断的持续迁移学习系统

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 10-16页

作者：石明宽丁传仓王锐黄伟国朱忠奎苏州大学轨道交通学院苏州215131

机器学习模型在智能故障诊断中取得了显著成功,但主要应用于静态场景。在实际场景中,新的故障类别数据以流形式不断产生,且数据分布随机械设备运行条件变化而发生变化,导致连续流数据具有非独立同分布的特征,这种面向非独立同分布连续... 详细信息

机器学习模型在智能故障诊断中取得了显著成功,但主要应用于静态场景。在实际场景中,新的故障类别数据以流形式不断产生,且数据分布随机械设备运行条件变化而发生变化,导致连续流数据具有非独立同分布的特征,这种面向非独立同分布连续流数据的诊断问题被称为持续迁移诊断问题。针对此问题,本文提出了一种基于持续迁移学习系统(CTLS)的故障诊断方法。该方法设计了域适应学习损失函数和持续迁移学习机制,能有效处理变工况下的工业流数据,无需重放旧类别数据便能够能学习新类别知识。此外,利用机械故障诊断案例评估该方法的性能,分析结果证明CTLS能够高效处理变工况条件下的工业流数据,是一种极具潜力的解决实际工业问题的可靠工具。

关键词：持续迁移学习工业流数据故障诊断旋转机械